Phương pháp Pemanganat ppsx

Khả năng oxi hoá của ion MnO 4 - phụ thuộc vào độ axit của môi trường phản ứng... Như vậy khả năng oxi hoá của MnO 4 - trong môi trường axit lớn hơn rất nhiều so với môi trường trung tín

5 Nguyễn Văn Dung

6 Nguyễn Thị Phương Thuý

7 Nguyễn Thị Yến

A Phương pháp Pemanganat

I Nguyên tắc của phương pháp:

Phương pháp pemanganat dựa trên phản ứng oxi hoá của ion MnO 4 - Khả năng oxi hoá của ion MnO 4 - phụ thuộc vào độ axit của môi trường phản ứng.

Trong dung dịch axit:

Như vậy khả năng oxi hoá của MnO 4 - trong môi trường axit lớn hơn rất nhiều so với môi trường trung tính hay kiềm.

Trong môi trường axit sản phẩm là Mn2+ không màu nên khi ta cho dư một lượng dư KMnO 4 thì cũng làm cho dung dịch chuyển sang màu tím nhạt, nên chính KMnO 4 cũng là chất chỉ thị.

Trong thực tế phương pháp chỉ dùng trong môi trường axit mạnh:

Để tạo môi trường axit ta dùng H 2 SO 4 chứ không

HCl vì Cl - khử được MnO4 - tạo thành Cl 2 và cũng

không dùng HNO 3 vì HNO 3 là chất oxi hóa mạnh sẽ làm sai kết quả chuẩn độ.

Phương pháp pemanganat có ưu điểm là:

+ không phải dùng chất chỉ thị + có thể dùng để xác định nhiều chất khác nhau.

Nhược điểm: Cần chuẩn hoá lại KMnO 4 vì KMnO 4

không phải là chất gốc.

II Độ bền của KMnO4:

KMnO 4 thường không tinh khiết, bao giờ cũng chứa tạp chất là sản phẩm khử MnO 2 Khi có mặt

MnO 2 nó đóng vai trò xác tác cho sự tự phân huỷ của MnO 4 - :

4MnO 4 - + 2H 2 O ↔ 4MnO 2 + 3O 2 +4OH

-Ngoài ra KMnO 4 là chất oxi hoá mạnh, dễ bị khử bởi các chất hữu cơ có trong nước, trong bụi không khí, bị phân huỷ bởi ánh sáng…

Vì vậy dung dịch KMnO 4 sau khi pha xong phải lọc

hết vết MnO 2 và bảo quản phải đựng trong lọ có màu nâu, đậy kín, tránh không để dung dịch tiếp xúc với

bụi bặm hoặc các chất hữu cơ, để yên một thời gian rồi mới chuẩn hoá trước khi dùng

Khi có mặt Mn 2+ thì MnO 4 - cũng không bền do phản ứng:

2MnO 4 - +3Mn 2+ +2H 2 O ↔ 5MnO 2 +4H +

Trong dung dịch axit phản ứng trên xảy ra chậm

nhưng trong dung dịch trung tính phản ứng xảy ra

ngay tức khắc.

Việc đun sôi dung dịch KMnO 4 , nhất là trong môi

trường axit, sẽ làm phân huỷ KMO 4 nên cần lưu ý khi xác định chất khử bằng cách chuẩn độ lượng dư

KMnO 4 sau khi đã đun sôi dung dịch chất khử với

KMnO 4 dư.

III Ứng dụng của phương pháp:

Phương pháp được sử dụng để xác định nhiều loại

chất vô cơ, hữu cơ, các chất khử lẫn oxi hoá theo cách chuẩn độ trực tiếp hoặc gián tiếp:

1 Chuẩn độ trực tiếp các chất khử bằng pemangant:

2 Định lượng chất lượng chất khử Fe (III):

3 Định lượng gián tiếp chất oxi hóa dùng chất khử

dư:

4 Định lượng gián tiếp các kim loại tạo được kết tủa

oxalat:

•Nguyên tắc:

Chuẩn độ trực tiếp axit oxalic trong môi trường axit bằng KMnO 4 , tại điểm dừng chuẩn độ khi dư một giọt dung dịch KMnO 4 , dung dịch sẽ chuyển từ không màu sang màu hồng:

Phương trình chuẩn độ:

5C 2 O 4 2- + 2MnO 4 - + 16H + ↔ 10CO 2 +2Mn 2+ + 8H 2 O

Những lưu ý của phản ứng chuẩn độ trên:

- Phản ứng giữa KMnO 4 và oxalat gây cảm ứng (thúc đẩy) đến phản ứng giữa KMnO 4 và HCl Tuy vậy, có

sự có mặt của ion Mn 2+ làm giảm nhiều sai số này

Nếu chuẩn độ ở nhiệt độ trên 70 o C thì HCl không gây cản trở đến phản ứng ngay cả khi không có ion Mn 2+

Sự oxi hóa cảm ứng ion oxalat bởi không khí:

Cr 2 O 4 2- + O 2 + 2H + ↔ H 2 O 2 + 2CO 2

H 2 O 2 cũng bị pemanganat oxi hóa và cũng tiêu thụ

một số lượng pemanganat như oxalat nên sự tạo thành peoxit ở trên không ảnh hưởng đến kết quả chuẩn độ

Nhưng nếu nhiệt độ trên 90 o C thì H 2 O 2 bị phân hủy

đáng kể do nhiệt độ, lúc đó có sự oxi hóa cảm ứng

oxalat bởi không khí sẽ ảnh hưởng đến kết quả chuẩn độ.

•Hóa chất, dụng cụ:

- Dung dịch chuẩn: dung dịch axit oxalic 0,01N

- Chất định phân: dung dịch KMnO 4

- Môi trường axit: dd H 2 SO 4 1:8

Dụng cụ: pipet, buret, bình định mức, bình tam giác, cân…

Tính toán pha hóa chất :

Pha 100ml dung dịch KMnO 4 nồng độ khoảng 0,1N:

- Cân 3,2g KMnO 4 tinh khiết phân tích, hòa tan trong 1 lit nước cất.

- Đun sôi và giữ dung dịch ở dung dịch ở nhiệt độ hơi

thấp hơn nhiệt độ sôi một ít trong khoảng 1 giờ

- Lọc dung dịch bằng chén lọc thủy tinh, chuyển nước

lọc vào bình thủy tinh có nút nhám đã được rửa sạch bằng hỗn hợp sunfocromic và tráng kỹ bằng nước cất.

- Đậy kín, để tối, tránh ánh sáng mặt trời.

Dung dịch KMnO 4 nồng độ khoảng 0,01N: Pha

loãng 10 lần từ dung dịch KMnO 4 0,1N ở trên.

Pha 100ml dung dịch axit oxalic H 2 C 2 O 4 2H 2 O

0,01N:

n axit = 0,01/2.0,1 =0,005 (mol)

m axit = 0,005.126=0,63 (g)

Cách pha: Cân chính xác 0,63 (g) axit oxalic

(H 2 C 2 H 2 O) cho vào bình định mức Cho nước cất từ

từ vào và khuấy đều rồi định mức nước đến 100ml.

Pha 100ml dung dịch axit H2SO4 1:8:

Pha với tỉ lệ: 1V H2SO4 :8V H2O

Lấy 11,1ml dung dịch H 2 SO 4 cho vào bình định mức Cho từ từ nước cất vào và định mức tới vạch 100ml.

•Tiến hành: TN1

Sơ đồ chuẩn độ:

dd KMnO 4 nồng độ cỡ 0,01N

10ml dd axit oxalic 0,01N 10ml dd H 2 SO 4 1:8

Khụng màu hồng nhạt

- Dùng pipet hút chính xác 10ml dd axit oxalic cho

vào bình tam giác, thêm 10ml H 2 SO 4 1:8.

- Chuẩn độ bằng từ từ bằng dd KMnO 4 đến khi xuất hiện màu hồng nhạt bền trong 30s thì dừng chuẩn độ.

• (chú ý: thêm từng giọt KMnO4 khi lắc kỹ, chỉ cho

tiếp giọt sau khi giọt trước đã mất màu)

- Ghi thể tích dd KMnO 4 đã tiêu tốn, lặp TN 3 lần lấy kết quả trung bình.

•Các bước tiến hành:

V KMnO4

C N KMnO4

5

•Tiến hành: TN2

Sơ đồ chuẩn độ:

dd KMnO 4 nồng độ cỡ 0,01N

10ml dd axit oxalic 0,01N 10ml dd H 2 SO 4 1:8

Khụng màu hồng nhạt

•Các bước tiến hành:

-Dùng pipet hút chính xác 10ml dd axit oxalic cho vào

bình tam giác, thêm 10ml H 2 SO 4 1:8 rồi đun nóng lên 80-90 o C.

-Chuẩn độ bằng từ từ bằng dd KMnO 4 đến khi xuất

hiện màu hồng nhạt bền trong 30s thì dừng chuẩn độ (chú ý: thêm từng giọt KMnO4 khi lắc kỹ, chỉ cho tiếp giọt sau khi giọt trước đã mất màu)

-Ghi thể tích dd KMnO 4 đã tiêu tốn, lặp TN 3 lần lấy kết quả trung bình.

V KMnO4

C N KMnO4

5

•Tiến hành: TN3

Sơ đồ chuẩn độ:

dd KMnO 4 nồng độ cỡ 0,01N

10ml dd axit oxalic 0,01N 10ml dd H 2 SO 4 1:8

Khụng màu hồng nhạt

•Các bước tiến hành:

-Dùng pipet hút chính xác 10ml dd axit oxalic cho vào bình

tam giác, thêm 10ml H 2 SO 4 1:8, thêm dd KMnO 4 (với tốc độ 25-30ml trong một phút) và lắc đều cho đến khi mất màu hoàn toàn.

-Đem đun nóng lên 55-60 o C

-Chuẩn độ bằng từ từ bằng dd KMnO 4 đến khi xuất hiện màu hồng nhạt bền trong 30s thì dừng chuẩn độ.

(chú ý: thêm từng giọt KMnO4 khi lắc kỹ, chỉ cho tiếp giọt sau khi giọt trước đã mất màu)

-Ghi thể tích dd KMnO 4 đã tiêu tốn, lặp TN 3 lần lấy kết quả trung bình.

V KMnO4

C N KMnO4

5

VD2: Định lượng sắt bằng phương pháp pemanganat:

•Nguyên tắc:

Sắt trong tự nhiên được chuyển vào dung dịch ở dạng Fe 2+ Sau đó chuẩn độ Fe 2+ bằng phương pháp chuẩn độ pemanganat.

• Phản ứng chuẩn độ:

5Fe 2+ + MnO 4 - + 8H + ↔ 5Fe 3+ + Mn 2+ + 4H 2 O

Phản ứng trên xảy ra nhanh và hoàn toàn trong

dung dịch axit sunfuric Điểm dừng chuẩn độ

chuyển từ không màu sang màu hồng bền trong 30s.

Tính toán pha hoá chất:

Pha 100ml dung dịch axit H2SO4 1:8:

Pha với tỉ lệ: 1V H2SO4 :8V H2O

Lấy 11,1ml dung dịch H 2 SO 4 cho vào bình định mức Cho từ từ nước cất vào và định mức tới vạch 100ml.

• Pha 100ml dd FeSO 4 nồng độ khoảng 0,1N:

n FeSO4 = 0,1.0,1 = 0,01 (mol)

m FeSO4 = 0,01.152 = 1,52 (g)

Cách pha:

- Cân chính xác 1,52g FeSO 4 cho vào bình định mức

và cho một ít nước cất vào lắc cho tan Cho tiếp

20ml dd H 2 SO 4 đặc ( 98%, d = 1,84g/ ml ) Và định mức nước tới vạch 100ml

•Tiến hành:

Sơ đồ chuẩn độ: dd KMnO 4 chuẩn

10ml dd FeSO 4 10ml dd H 2 SO 4 1:8

Khụng màu hồng nhạt

-Ghi thể tích dd KMnO 4 đã tiêu tốn, lặp TN 3 lần lấy kết quả trung bình.

V Fe 2+